(57)【要約】【課題】  本発明は、希釈に必要な水は液体として利用可能でありながら、機外への水漏れを防止し、燃料電池システムを電源として使用する電子機器への影響を防止できる燃料電池システム及び電子装置を提供する。【解決手段】  本発明の燃料電池システムは、燃料電池スタック（１０１）で生成される水蒸気を液化するための凝縮器（１０５）と、液化された生成水を貯水する複数の貯水部（１０６，１０７）とを有している。そして、本発明の燃料電池システムは、少なくとも１つの第１の貯水部（１０６）は液化された生成水を液体として貯水し、他の第２の貯水部（１０７）は内部に生成水を保持する保持部材（１０７−１）を具備し、保持部材により第１の貯水部で貯水しきれない生成水を保持する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料電池スタックで生成される水蒸気を液化するための凝縮器と、液化された生成水を貯水する複数の貯水部とを有し、
少なくとも１つの第１の貯水部は液化された生成水を液体として貯水し、他の第２の貯水部は内部に生成水を保持する保持部材を具備し、該保持部材により前記第１の貯水部で貯水しきれない生成水を保持することを特徴とする燃料電池システム。
【請求項２】
前記第１の貯水部は、前記燃料電池スタックに対して外気側に前記第２の貯水部が連結されている請求項１記載の燃料電池システム。
【請求項３】
前記第２の貯水部から前記第１の貯水部へ水が流れることを防止する逆流防止機構を有する請求項１又は２に記載の燃料電池システム。
【請求項４】
前記逆流防止機構は、前記第１の貯水部と前記第２の貯水部の間に、前記燃料電池スタックの停止時には閉鎖状態となる弁を備える請求項３記載の燃料電池システム。
【請求項５】
前記燃料電池スタックのカソード極に対して空気を供給するための送風手段を備え、前記燃料電池スタックの動作時に駆動する前記送風手段による風圧が前記弁を開くように機能する請求項１〜４のいずれかに記載の燃料電池システム。
【請求項６】
前記保持部材は、水との水素結合を利用した吸収体で構成されている請求項１記載の燃料電池システム。
【請求項７】
前記第２の貯水部は、外気に対して少なくともその一部が開放され、当該開放部には防水性と通気性を備えた材料からできた通気性防水シートで覆われている請求項１〜３のいずれかに記載の燃料電池システム。
【請求項８】
前記保持部材が一体として連結された保持部材ユニットを構成し、該保持部材ユニットは前記第２の貯水部から着脱可能である請求項１又は６記載の燃料電池システム。
【請求項９】
前記保持部材の保持量を検出する保持量検出手段と、該保持量検出手段によって検出した前記保持部材の保持量に応じた状態表示を表示する表示手段とを具備する請求項１〜８のいずれかに記載の燃料電池システム。
【請求項１０】
前記保持量検出手段は、前記保持部材の体積変化を検出する請求項９記載の燃料電池システム。
【請求項１１】
前記第２の貯水部で前記保持部材が保持しきれなかった生成水を検出する生成水検出手段を具備する請求項１〜８のいずれかに記載の燃料電池システム。
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれかに記載の燃料電池システムを主電源又は補助電源として備えたことを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は燃料電池システム及び電子機器に関し、詳細には燃料電池スタックで生成される生成水の処理技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、環境問題並びにエネルギー問題の観点から燃料電池自動車、定置用燃料電池、及び携帯用燃料電池への適用を目指した燃料電池技術の開発が活発化している。燃料電池の種類としては、水素と空気もしくは酸素を燃料とする固体高分子型燃料電池あるいはリン酸電解質型燃料電池が主流である。一方、メタノールと空気もしくは酸素を燃料とする直接メタノール型燃料電池（以下、ＤＭＦＣ（Direct Methanol Fuel Cell）と略す）もあり、比較的安価で取り扱いも容易であることから、携帯機器などの小型機器の電源への利用が図られている。
【０００３】
このＤＭＦＣは、通常、高濃度のメタ−ノールが収容される燃料タンク、この燃料タンクのメタノールを水によって希釈する混合タンク、この混合タンクで希釈されたメタノールを燃料電池パネルのアノード側に圧送する送液ポンプ及び燃料電池パネルのカソード側に空気を送る送気ポンプなどによって構成される。メタノールと空気とが送り込まれた燃料電池パネルでは、アノードとカソードとの間に電力が生じるとともに、アノード側には二酸化炭素が発生し、カソード側には水が発生する。そして、アノード側で発生した二酸化炭素とカソード側で発生した水とは混合タンクに戻される。そして、水は燃料タンクから送られてくるメタノールを希釈するために用いられ、余分な水は水蒸気として、二酸化炭素とともに混合タンクから排出される。このように反応生成物として発生する水は、野外において使用される、燃料電池自動車あるいは定置用燃料電池の場合には、排水用のドレインを設けて水を外部に排出している。
【０００４】
しかし、人が携帯する小型の電子機器や屋内において持ち運び可能な小型の電子機器の場合、水の外部への排出は、実際に電子機器を使用する上で大きな弊害となり得る。例えば、水の排出のために、衣服や床を汚すこともある。また、発生した水蒸気が電子機器内部に結露し、電子部品の機能を損なってしまう恐れがある。そこで、従来よりいくつかの提案がなされている。
【０００５】
その一つとして、特許文献１では、携帯用の電子機器用の燃料電池で発生した生成水をためるための貯水部を設け、機外へ液体としての水の排出を防止している。また、特許文献２では、燃料電池から発生した水蒸気が情報機器本体に入らないように機外へ排出するような工夫を行っている。更に、特許文献３では、この生成水を燃料ケース内の空スペースに封入するようにしている。この際、漏れ防止のために吸水性の高分子ポリマーを利用している。高分子ポリマーに保持された水はゲル状になっており、多少の外力が作用しても保持しつづけるので漏れ防止に有効である。
【特許文献１】特開２００３−１５７８８１号公報
【特許文献２】特開２００３−２２３２４４号公報
【特許文献３】特開２００３−０３６８７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１〜３では、生成水を水として再利用することを考慮しておらず、不要物として水蒸気の形で機外に排出あるいは機内で再利用できない状態で保持している。特に、特許文献３では、水として再利用することは困難である。ところで、ＤＭＦＣでは、高濃度の燃料を希釈してアノード極に供給することで装置内での燃料容積の低減を図っており、希釈用の水が必要であり、通常はカソード極で生成された水を利用している。この水は液体の状態で存在している必要があり、特許文献３のように高分子ポリマーでゲル状にした水では希釈できない。
【０００７】
本発明はこれらの問題点を解決するためのものであり、希釈に必要な水は液体として利用可能でありながら、機外への水漏れを防止し、燃料電池システムを電源として使用する電子機器への影響を防止できる燃料電池システム及び電子装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記問題点を解決するために、本発明の燃料電池システムは、燃料電池スタックで生成される水蒸気を液化するための凝縮器と、液化された生成水を貯水する複数の貯水部とを有している。そして、本発明の燃料電池システムは、少なくとも１つの第１の貯水部は液化された生成水を液体として貯水し、他の第２の貯水部は内部に生成水を保持する保持部材を具備し、保持部材により第１の貯水部で貯水しきれない生成水を保持する。よって、液体の状態で貯水していることで高濃度燃料の希釈にそのまま利用でき、特に水タンクを持たないでも高濃度の燃料を使用することができると共に、第２の貯水部内に保持部材を備えることで燃料電池システム外部に液体としての水が漏洩することを防止できる。
【０００９】
また、第１の貯水部は燃料電池スタックに対して外気側に第２の貯水部が連結されていることにより、液体としての水を備えている第１の貯水部の水がシステム外部に漏れることを防止できる。
【００１０】
更に、第２の貯水部から第１の貯水部へ水が流れることを防止する逆流防止機構を有することにより、保持部材に接触して不純物を含んだ水がシステムの中に入り、燃料電池セルの効率を低下させるなどの問題が起こることを防止できる。
【００１１】
また、逆流防止機構は、第１の貯水部と第２の貯水部の間に、燃料電池スタックの停止時には閉鎖状態となる弁を備えている。よって、機械停止時などの搬送時などの揺れなどによって第１の貯水部の水が流れ出て減ってしまうことを防止でき、再起動時に水が不足するといった事態を防止できる。また、第２の貯水部への余分な流出による負担も防止できる。
【００１２】
更に、燃料電池スタックのカソード極に対して空気を供給するための送風手段を備え、燃料電池スタックの動作時に駆動する送風手段による風圧が弁を開くように機能する。よって、カソード極に酸素を供給するための送風においてその排気口からの水の漏れを防止できる。
【００１３】
また、保持部材は、水との水素結合を利用した吸収体で構成されていることにより、保持量が多く、保持力が強いので一度吸収した水を放出することがなく、燃料電池システム外部への漏れを確実に防止できる。
【００１４】
更に、第２の貯水部は、外気に対して少なくともその一部が開放され、当該開放部には防水性と通気性を備えた材料からできた通気性防水シートで覆われている。よって、カソード極に酸素を供給するための送風に対してその吸気側からの水の漏れを防止できる。
【００１５】
また、保持部材が一体として連結された保持部材ユニットを構成し、この保持部材ユニットは第２の貯水部から着脱可能である。よって、保持部材の交換作業を簡便に行うことができ、装置の操作性を向上できる。
【００１６】
更に、保持部材の保持量を検出する保持量検出手段と、保持量検出手段によって検出した保持部材の保持量に応じた状態表示を表示する表示手段とを具備することにより、保持部材の適切な交換時期を使用者が知ることができ、交換作業を行えるので、保持部材の保持量超過した状態での使用を防止できる。
【００１７】
また、保持量検出手段は保持部材の体積変化を検出することが好ましい。
【００１８】
更に、第２の貯水部で保持部材が保持しきれなかった生成水を検出する生成水検出手段を具備することにより、保持部材に不具合があった場合にも保持状態の検知を行うことができる。
【００１９】
また、別の発明としての電子機器は上記燃料電池システムを主電源又は補助電源として備えたことに特徴がある。よって、カソード極で発生した水を凝縮器で冷却液して液体の状態で貯めてあるので、そのまま高濃度燃料の希釈に利用でき、更にその外側に保持部材を備えた第２の貯水部を有することで水の漏れを防止できるので、水の漏れによる電子機器の破損や不具合を回避することができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の燃料電池システムは、第１の貯水部で液体の状態で貯水していることで高濃度燃料の希釈にそのまま利用でき、特に水タンクを持たないでも高濃度の燃料を使用することができる。また、第２の貯水部内に保持部材を備えることで燃料電池システム外部に液体としての水が漏洩することを防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
図１は本発明の一実施の形態例に係る燃料電池システムの構成を示すブロック図である。同図に示す本実施の形態例の燃料電池システム１００は、燃料電池スタック１０１、高濃度燃料タンク１０２、濃度調整部１０３、空気ポンプ１０４、凝縮部１０５、第１の貯水部１０６及び第２の貯水部１０７を含んで構成されている。燃料電池スタック１０１はメタノールを液体燃料としたＤＭＦＣが用いられている。高濃度燃料タンク１０２は液体燃料としての高濃度のメタノールが収容されている。濃度調整部１０３は高濃度燃料タンク１０２に接続され、高濃度燃料タンク１０３のメタノールが送液ポンプ１０８によって供給されるようになっている。濃度調整部１０３に供給されたメタノールは、燃料電池スタック１０１から還流する溶媒としての水によって所定の濃度に希釈される。また、濃度調整部１０３には送液ポンプ１０９が接続されている。この送液ポンプ１０９は濃度調整部１０３で希釈されたメタノールを、給液管を通じて燃料電池スタック１０１のアノード側に供給する。なお、初期状態においては、濃度調整部１０３には予め希釈されたメタノールが収容されていている。また、燃料電池スタック１０１のカソード側には空気ポンプ１０４により、送気管を介して空気が供給される。燃料電池スタック１０１に供給されたメタノールと空気とはアノードとカソードとの間に設けられた電解質膜で反応し、アノードとカソードとの間に電力が生じる。この際、アノード側には二酸化炭素、カソード側には水が生成される。アノード側に生じた二酸化炭素は燃料電池スタック１０１から排液管を通じて濃度調整部１０３に導入され、カソード側に生じた水は水蒸気として排気管を通じて凝縮器１０５に導入される。ここで冷却されて液体となった水は、第１の貯水部１０６に貯められる。ここに蓄えられた水は必要に応じて送液ポンプ１１０によって濃度調整部１０３に供給され、メタノールを所定濃度に希釈するために使用される。また、第１の貯水部１０６で収容しきれない水は第２の貯水部１０７に収容される。更に、濃度調整部１０３と第１の貯水部１０６は、これとは別に配管されており、アノードで生成された二酸化炭素が排気される。そして、第１の貯水部１０６からは、余剰の水に加えて、このアノードで発生した二酸化炭素並びにカソードに供給されてその一部の酸素が使用された空気が配管を通して第２の貯水部１０７に流入するように配管されている。図１の貯水部の構成図である図２に示すように、第２の貯水部１０７では、水を吸収する保持部材１０７−１により水が液体として機外へ流出することを防止しながら、二酸化炭素や空気などを排気するための排気口１０７−２が設けられている。
【００２２】
なお、第２の貯水部１０７には保持部材１０７−１として、水を保持する部材が予め入れられている。このような部材として、毛細管現象を利用するために綿、パルプ、スポンジを使用することも可能であるが、保持力が弱く、吸収力も自重の２０倍くらいであるので、本実施の形態例では水素結合を利用して保持する吸収性ポリマーなどの高分子吸収体を使用している。この高分子吸収体は高分子電解質からなる３次元網目構造の分子間に、水の分子を束縛しているもので自重の数１０００〜１０００倍もの水を吸収できる。高分子吸収体の構造を示す図３からわかるように、吸収性ポリマーなどの高分子吸収体は、分子の中に親水基を多数もっている。水があると一部が電離し、＋イオンが水中に離れ出る。そして、親水基に残っている−イオンと引っ張り合いを始める。この力によって、水の分子（Ｈ２Ｏ）が親水基に捕らえられる。つまり、タテ、ヨコに張り巡らされた高分子の細かい網目の中に、水分子（Ｈ２Ｏ）が水素結合でしっかり押さえ込まれている形になる。内部で水素結合しているために圧力を加えて水をはき出すことがなく、漏れ防止の効果が大きい。このような吸収性ポリマーには、デンプン−ポリアクリロニトリル加水分解物、デンプン−ポリアクリル酸塩架橋物、カルボキシルメチルセルロース系、酢酸ビニル−アクリル酸メチル共重合体のケン化物、ポリアクリル酸ソーダ架橋物などがある。
【００２３】
また、燃料電池スタック１０１におけるカソード極へ送られた空気や液化できなかった水蒸気、更にアノード極で発生した炭酸ガスなどは、第１の貯水部１０６を経由して第２の貯水部１０７へ行き、最終的には機外へ排出されるようになっているが、ギ酸やホルムアルデヒドなどの有害物質が発生する恐れがあり、これをそのまま機外へ排出することは問題なので、図２に示すように活性炭などの吸着物質からなるフィルタ１０７−３を設け捕集しても良い。
【００２４】
このような構成を有する燃料電池システム１００によれば、システムの機密性を強化でき、システムからの水や燃料の漏れを防止することができる。つまり、カソードに対して吸気するための空気ポンプ１０４の吸気口１０４−１及び第２の貯水部１０７からの排気口１０７−２の２箇所のみがシステムと外部への開口部となり、排気口１０７−２のある第２の貯水部では水の保持部材１０７−１によって液体が機外へ流出することを防止しているので燃料電池システムからの水の漏れを防止できる。
【００２５】
以上説明したように本実施の形態例の燃料電池システムにおいては、貯水部を複数個として液体の状態で貯水するので、高濃度燃料の希釈にそのまま利用することができ、新たに水タンクを設けたり補給したりすることなく、高濃度の燃料を使用できる。また、高濃度燃料の使用は、燃料電池システムの稼動時間を長くできるので、装置の性能向上となり、また燃料タンクの容量を減らすことができるという点でシステムの小型化が図れる。更に、液体として水を蓄える貯水部に対して、その外気に通じる側に第２の貯水部を設け、当該第２の貯水部に保持部材を設けることにより、システム外部に液体としての水が漏れることを防止できる。
【００２６】
次に、保持部材を具備する第２の貯水部から保持部材を具備していない第１の貯水部側に水が流入しないように逆流防止機構について、図１、図２、本実施の形態例における逆流防止機構の構成を示す概略断面図である図４及び図５を用いて概説する。
【００２７】
はじめに、図２に示すように保持部材１０７−１を具備する第２の貯水部１０７では、保持部材１０７−１と水が接触することによって水の中に不純物が混入する恐れがある。このような水が第１の貯水部１０６側に混入し、高濃度燃料の希釈に利用された場合、燃料電池セルでの反応を抑制したり、損傷したりする恐れがある。そこで、図４及び図５に示すような逆流防止機構１１１によって保持部材１０７−１と接触した水が逆流することを防止している。具体的には、これらの２つの貯水部１０６，１０７を連結する配管の一部に内部の流れによって移動する弁１１２を設け、第１の貯水部１０６から第２の貯水部１０７に向かって流れる場合には図４の（ａ）及び図５の（ａ）に示すように弁１１２は解放状態になり、逆方向の流れに対しては図４の（ｂ）及び図５の（ｂ）に示すように閉鎖状態になるようになっている。ここでは、配管内を流れる気体や液体の圧力によって動作する弁を使用し、センサや電力を使用しないで燃料電池に対する負荷を増やさないようにしている。また、２つの貯水部の配置として、第２の貯水部１０７を重力方向で下側になるように配置配管し、通常の設置状態での使用時には逆流する恐れがないようにしてあることは当然である。
【００２８】
ところで、第１の貯水部１０６内に希釈用の水がない状態では、起動時に高濃度燃料を希釈してアノード極に燃料を供給することができないので、第１の貯水部１０６内には水が利用可能な液体の状態で存在していることが必要になる。一方、未使用時の取扱いの状態によっては、例えば、装置に激しい振動を与えたり、天地をひっくり返した状態で放置するなどして、第１の貯水部１０６の水の大部分が、第２の貯水部１０７に流れて、保持部材１０７−１に保持された状態になってしまうことが考えられる。そこで、本発明では、これらの２つに貯水部１０６，１０７を連結する配管に弁１１２を設けてシステム停止時には閉鎖状態となるようにしている。このようにすることで、第１の貯水部１０６の水がシステム停止時に著しく減少することを防止できるので、速やかに再起動することができる。また、多少の乱雑な取扱いに対しても、システム外に水が漏れることを確実に防止できる。なお、システム外への流出防止のためには、このような弁１１２を第２の貯水部１０７と外部との間に設けても良いが、それでは第１の貯水部１０６の水が第２の貯水部１０７へ必要以上に流出してしまうことを防止できないので、本発明では２つの貯水部１０６，１０７の間に設けている。このような弁１２１として、例えば図４に示すような電磁弁としての弁１１２を設け、システム起動時の解放することも可能であるが、電磁弁の動作に電力を消費することから、例えば図５に示すような弱いばね１１３で閉鎖側に押し付けて起き、図１の空気ポンプ１０４の送風が行われるとその圧力で弁が開くようにすることも可能である。
【００２９】
本発明の燃料電池システムでは、図１に示すように、保持部材１０７−１を具備する第２の貯水部１０７において、システム外への排気口が設置されており、システム内で発生した二酸化炭素やカソード極に供給されるが使用されなかった空気などが排気されている。ここには図６に示すように気体のみ通過可能な微細な穴１１４の開いた通気性防水シート１１５で覆われている。この通気性防水シート１１５は、ポリエステルやフッ素系材料からなる疎水性のシートに０．２μｍ程度微細な穴１１４が開いているもので、水滴は疎水性の材料では１００μｍ程度の水滴になり、液体としての水は穴１１４を通さないが、図６に示すように気体や水蒸気（０．０００４μｍ）は穴１１４を通過することができる。このような通気性防水シート１１５を使用することで、保持部材１０７−１で保持しきれない量の水が流入した場合などにも液体としての水がシステムの外に流れ出ることを防止できる。
【００３０】
前述したように本発明の燃料電池システムでは、図１に示すように、カソード極に対して吸気するための空気ポンプの吸気口１０４−１及び第２の貯水部１０７からの排気口１０７−２の２箇所のみがシステムと外部への開口部となり、排気口１０７−２では水の保持部材１０７−１及び通気性防水シート１１５によって液体としての水が機外へ流出することを防止している。一方、吸気口１０４−１側では、稼動時は送風の風圧によって漏れることはないが、停止状態では漏れる恐れがある。そこで、停止状態で逆止弁として機能する送風手段（図示せず）を備えている。送風手段としてブロアなどを用いた場合には停止時に隙間から漏れる恐れがあるのでシャッターを設ける必要があるが、例えばピストン方式やダイヤフラム方式のポンプやロータリー式やスクロール式のコンプレッサーなどを使用すれば逆止弁の機能を備えているので停止時にも吸気口１０４−１側から漏れる恐れがない。
【００３１】
また、図１及び図２の第２の貯水部１０７内の保持部材１０７−１としてどのような材料を使用しても保持量には制限がありこれを超えて保持すると漏れなどを発生させてしまう。そこで、保持量の制限を越えるかそれに近い状態になった場合には交換する必要がある。この際、貯水ケースごと交換することが考えられるが、ケースは第１の貯水部１０６などと配管されており、この配管をはずして再度配管しなおす必要があり、交換の手間がかかってしまう。さらに、稼動時に交換することが困難である。そこで、保持部材１０７−１のみを交換できると良いが、吸収性ポリマーなどの高分子吸収体を使用した場合、ゲル化した状態で取り出すことは難しいので、高分子吸収体交換ユニットの構造を示す図７からわかるように、吸収性ポリマーなどの高分子吸収体１１６を綿状パルプ１１７の中に分散させ一体化し更に不織布の袋１１８に包んでおくなどして一体化しておくことにより容易に取り出すことができる。
【００３２】
更に、保持部材には保持できる水の量に制限があるので、その保持量を検知する検知手段を備え、その結果容量を超えたもしくはそれに近い状態である場合には速やかに交換する必要がある。そこで、本発明の燃料電池システムでは、検知手段と表示手段をそれぞれ備え、使用者に交換時期を知らせるようになっている。このように、使用者は交換時期の表示により、保持部材を入れ替えることによってシステムを停止させることなしに継続使用が可能になる。また、交換状態であることを検知した際にシステムを停止させることも考えられるが、電子機器の使用中に電源が停止すると、例えばＰＣ等では未保存のデータが失われたり、プリンタ等では、途中で紙が停止するなど、様々な不具合が考えられるので、ある程度の余裕を持って表示することが望ましく、やむを得ずシステムを停止する場合には、電子機器に応じた停止処理を行ってから燃料電池システムを停止できるようにしておくことが望ましい。詳細には、保持部材の保持量に対する終了処理フローを示す図８に従って説明すると、先ず第２の貯水部１０７における保持部材１０７−１の保持量を検出し（ステップＳ１０１）、検知した保持部材１０７−１の保持量が所定量以上になった時点で警告を表示する（ステップＳ１０２；ＹＥＳ、ステップＳ１０３）。そして、電子機器の終了処理を行い、燃料電池を停止させる（ステップＳ１０４，Ｓ１０５）。また、容量を越えた状態では、交換しないと新たにはシステムを起動できないようにしておけば、交換忘れを防止できる。詳細には、保持部材の保持量に対する始動処理フロー図９に従って説明すると、先ず第２の貯水部１０７における保持部材１０７−１の保持量を検出し（ステップＳ２０１）、検知した保持量が所定量以上となった時点で警告を表示する（ステップＳ２０２；ＹＥＳ、ステップＳ２０３）。そして、検知した保持量が所定量より少ない場合燃料電池を始動して電子機器の始動処理を行う（ステップＳ２０２；ＮＯ、ステップＳ２０４，Ｓ２０５）。
【００３３】
なお、保持部材１０７−１の保持量を検出する方法としては、保持部材１０７−１の体積変化を検出する方法がある。吸水物質は水を吸収することによりその体積が増大するのでその体積変化を検知することで、保持部材１０７−１の保持量の検知を行うことができる。その方法の一例として図１０に示すように、保持部材１０７−１を有する第２の貯水部１０７内に保持部材１０７−１の体積変化に応じて移動するレバー１１９が設けてあり、この動きをセンサ１２０で監視している。つまり、図１０の（ａ）に示すように初期状態のとき保持部材１０７−１は体積変化が小さいため、レバー１１９を押し上げることもないが、図１０の（ｂ）に示すように、満水状態のとき保持部材１０７−１は体積変化が大きくなるためレバー１１９を押し上げて、押し上げられたレバー１１９はセンサ１２０によって検知され、第２の貯水部１０７の保持部材１０７−１が満水状態になったことを検知できる。
【００３４】
また、別の例として図１１の（ａ）のように、第２の貯水部１０７を構成するケースを透明な素材で形成し、ケースをはさむように透過型のフォトセンサの発光部１２１と受光部１２２を設けておく。保持部材１０７−１の体積変化によって発光部１２１と受光部１２２の間が遮られることで保持部材１０７−１の体積変化を検知する方法も考えられる。また、図１１の（ａ），（ｂ）のように、発光部１２１と受光部１２２からなる検出ユニットを複数個設けておけば、図１１の（ｃ）の満水状態だけでなく、図１１の（ｂ）に示すような満水状態に近い状態の検知も可能である。いずれにしても保持部材の体積変化を何らかの手段により検知することでその交換時期を知り、使用者に適切な時期を知らせることができる。
【００３５】
ここで、何らかの不具合により、保持部材の体積変化が起こらなかった場合にその状態をシステムが検知できない可能性がある。例えば保持部材の交換時のセットし忘れした場合や保持部材が不良品であり、通常の保持量保持できなかった場合などが考えられる。このような場合、この第２の貯水部１０７では液体の状態の水が貯まっていくことになる。また、正規の状態で保持部材に水が保持された場合にもその許容量を超えた場合には液体としての水が貯まっていくことになる。そこで、図１２に示すように、第２の貯水部１０７内に２本の電極１２３を出しておき、電極間抵抗検出器１２４によってその抵抗値の変化を見て水があることを検知する。このように、保持し切れなかった水を検知することで保持量が容量を越えていることを検知し、交換時期を知らせるようにしている。または、水に対して浮遊する物体を容器内に配置しておき、これが動くことを検知しても構わない。例えば図１３に示すように、保持部材１０７−１の体積変化に浮き１２５の移動が妨げられないように壁で区切ったところに浮き１２５を設けている。このように水の有無を検知する方法では、保持部材の保持能力に不具合があった場合にも検知できるのでより安全な方法となる。
【００３６】
図１４に示すように本発明の燃料電池システム１００を主電源もしくは補助電源として備えた電子機器２００においては、カソード極で発生した水を凝縮器で冷却液して液体の状態で貯めてあるので、そのまま高濃度燃料の希釈に利用できる。更に、保持部材を具備する貯水部を持つことで水の漏れを防止できるので、水の漏れによる電子機器の破損や不具合を回避することができる。電子機器の中で貯水部は、できるだけ重力方向下側になるように配置するなどすれば故障時などの漏れなどに対しても電子機器側の影響を抑えることができる。
【００３７】
なお、本発明は上記実施の形態例に限定されるものではなく、特許請求の範囲内の記載であれば多種の変形や置換可能であることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の一実施の形態例に係る燃料電池システムの構成を示すブロック図である。
【図２】図１の貯水部の構成を示す図である。
【図３】高分子吸収体の構造を示す拡大図である。
【図４】本実施の形態例における逆流防止機構の構成を示す概略断面図である。
【図５】本実施の形態例における別の逆流防止機構の構成を示す概略断面図である。
【図６】通気性防水シートの構造を示す拡大断面図である。
【図７】高分子吸収体交換ユニットの構造を示す概略断面図である。
【図８】保持部材保持量に対する終了動作を示すフローチャートである。
【図９】保持部材保持量に対する始動動作を示すフローチャートである。
【図１０】保持部材保持量の検知機構を示す概略構成図である。
【図１１】保持部材保持量の別の検知機構を示す概略構成図である。
【図１２】保持部材保持量の別の検知機構を示す概略構成図である。
【図１３】保持部材保持量の別の検知機構を示す概略構成図である。
【図１４】燃料電池システムを備えた別の発明の電子機器を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００３９】
１００；燃料電池システム、１０１；燃料電池スタック、
１０２；高濃度燃料タンク、１０３；濃度調整部、
１０４；空気ポンプ、１０５；凝縮部、１０６；第１の貯水部、
１０７；第２の貯水部、１０７−１；保持部材、１０７−２；排気口、
１０７−３；フィルタ、１０８〜１１０；送液ポンプ、
１１１；逆流防止機構、１１２；弁、１１３；ばね、
１１４；穴、１１５；通気性防水シート、１１６；高分子吸収体、
１１７；綿状パルプ、１１８；袋、１１９；レバー、１２０；センサ、
１２１；発光部、１２２；受光部、１２３；電極、
１２４；電極間抵抗検出器、１２５；浮き、２００；電子機器。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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